Question

9．甲酸（HCOOH）通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸作用下易分解，反应方程式为：HCOOH$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{\;}$CO↑+H₂O，某课外活动小组的同学欲用该反应来制取CO，并还原红棕色的氧化铁粉末．现有下列仪器或装置供选择：

（1）用甲酸滴入浓硫酸的方法制取CO，应选②（填序号）装置．
（2）用上述方法制取的CO还原氧化铁，并检验气体产物，则各仪器的接口连接顺序为：B接D、C接G（或H）、H（或G）接F（填字母）．
（3）在对氧化铁粉末加热前，为安全起见，应进行的一项重要操作是加热前要先通CO排出空气．
（4）从开始加热到实验结束，氧化铁粉末的颜色变化及反应方程式分别为由红棕色变为黑色；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）上述实验的尾气不能直接排放到空气中，请你说出一种处理尾气的方法：将尾气点燃．
（6）在该制取CO的反应中，浓硫酸所起的是催化作用．

Answer 1

分析 （1）根据分液漏斗的用途分析选择用甲酸滴入浓硫酸的装置；根据氢氧化钠和氢氧化钙的溶解性分析除去CO中混有少量甲酸气体应用的装置；
（2）用一氧化碳CO还原氧化铜．应先除去出甲酸气体，再还原氧化铜，最后用澄清的石灰水检验生成的二氧化碳，据此分析各仪器的接口连接顺序；
（3）考虑重要操作是加热前要先通CO排出空气；
（4）根据反应物、生成物的颜色分析现象，写出反应的方程式；
（5）考虑将尾气点燃或用气球、塑料袋收集尾气等措施．
（6）根据浓硫酸具有脱水性分析．

解答 解：（1）因甲酸、浓硫酸都为液态，液液混合，应该选择②装置．故填：②．
（2）生成的一氧化碳气体从B中排出，从D进入氢氧化钠溶液除去甲酸气体，从C中排出，再从G（或H）进入，再从H（或G）排出，再从F进入氢氧化钙溶液中．故填：B接 D、C接 G（或H）、H（或G）接F．
（3）为安全起见，应进行的一项重要操作是加热前要先通CO排出空气．故填：加热前要先通CO排出空气．
（4）从开始加热到实验结束，氧化铁粉末的颜色变化为由红棕色变为黑色．故填：由红棕色变为黑色．
 氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）将尾气点燃或用气球、塑料袋收集尾气等措施可以防止一氧化碳污染环境．故填：将尾气点燃；用气球、塑料袋收集尾气．
（6）在该制取CO的反应中，浓硫酸作催化剂．故填：催化．
故答案为：
（1）②．（2）B接 D、C接 G（或H）、H（或G）接F．
（3）为加热前要先通CO排出空气．（4）由红棕色变为黑色．Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）将尾气点燃；用气球、塑料袋收集尾气．（6）催化．

点评 本题考查了高炉炼铁的原理以及实验中的注意点（先通气体后加热，尾气处理）和实验现象（粉末由红变黑），还有催化剂的概念，更高层次的考查了学生运用信息选择仪器解决问题的能力．